Application er’s ManualNote Keysight Insert the 高速シリアル通信に Title in this おけるジッタの基礎と Space 測定手法の概要 02 | Keysight | 高速シリアル通信におけるジッタの基礎と測定手法の概要ジッタという言葉は様々な意味を持っています。例えば、プロトコル層ではパケットの到達間隔の揺らぎと定義され、物理層では信号の揺らぎと定義されています。さらに、アプリケーションによって信号周期の揺らぎや、理想的な信号からの揺らぎで定義されている場合もあります。このアプリケーション・ノートでは高速シリアル伝送の物理層で定義されているジッタを取り上げてご説明します。はじめに Serial ATA （SATA）、Fibre Channel （FC）、 PCI Express 等に代表されるようなハイスピード・デジタル・シリアル通信では GHz 帯域の信号が用いられています。このような高速信号を取り扱う上ではタイミング・マージンの減少はエラー発生の大きな要因となるため、ジッタ測定は各規格において重要な測定項目となっています。図 1 にアプリケーションで要求されているジッタ測定を示します。また、ジッタの発生要因や特性を理解することは、不具合個所の切り分けに大きく貢献するため、ジッタに対する知識が様々なアプリケーションで要求されています。図 2 にアイ・ダイアグラムを示します。この 2 つのどちらが悪い（エラーが発生しやすい）アイ・ダイアグラムと思われるでしょうか？同じビット・レートで測定器の設定は同じです。アイ・ダイアグラムを見る限り、右のアイ・ダイアグラムの方が閉じたアイを示していますので悪いアイ・ダイアグラムだと思われる方も多いかと思いますが、実はこの例だと右の方が良い（エラーが発生しにくい）アイ・ダイアグラムになります。なぜ右の方がよいアイ・ダイアグラムなのかは、後ほどご説明します。図 2. どちらのアイ・ダイアグラムが悪い波形なのか？図 1. アプリケーションごとに要求されているジッタの測定項目要求されるジッタの項目はアプリケーション、伝送レートによって異なります。同じアプリケーションでも伝送レートが速くなればなるほど厳しい試験が要求され、試験系も複雑になる傾向があります。 03 | Keysight | 高速シリアル通信におけるジッタの基礎と測定手法の概要ジッタとは？ジッタはデジタル信号の位相（時間）ゆらぎと定義されています。一般的には 10 Hz 以上のゆらぎをジッタ、10 Hz より小さいゆらぎをワンダと定義しています 1）。図 3 にジッタの例を示します。さまざまな規格でジッタは定義されていますが、その評価手法はひとつでは無く、数多くの測定器が使用されます。表 1 に代表的な測定手法と測定器を示します。ジッタを構成する要素について一般的に、Cycle to cycle ジッタ、Ncycle ジッタ、周期・周波数ジッタはクロック信号の短期、長期安定度の評価、データレート・ジッタ、TJ (Total Jitter)、RJ (Random Jitter)、DJ (Deterministic Jitter) はデータ信号のタイミング評価に用いられています。上記パラメータの中でも DJ / RJ 分離、TJ 測定はハイスピード・デジタル・シリアル通信において特に重要な測定項目です。図 3. ジッタの例ジッタとはデジタル信号の位相（時間）ゆらぎで、一般的にはゆらぎの周波数が 10 Hz 以上をジッタ、10 Hz より低い周波数で変動するゆらぎをワンダと定義しています。ジッタの単位は deg、rad の角度表示、s、UI の時間表示が用いられています。1UI = 1/ビットレート、例：10 Gb/s の 1UI = 1/1010 = 100 ps 表 1．ジッタの測定方法と解析ツール一覧ジッタの測定手法は数多くあり、それに用いる測定器もさまざまです。何を測定したいのかを踏まえたうえで測定器を選択する必要があります。 ○は測定可能、△は条件付で測定可能 04 | Keysight | 高速シリアル通信におけるジッタの基礎と測定手法の概要 DJ/RJ 分離は TJ を迅速に推定するためやジッタによって発生している不具合解析の診断ツールとして使われます。また、TJ 測定は符号誤り率（BER: Bit Error Ratio）測定の代用として使われています（ジッタのみが BER に影響を与えると仮定した場合）。図 4 にジッタの構成要素を示します（デジタル・アプリケーションでの定義）。 RJ は、一般的にガウス分布に従い、観測時間を長くすればするほどその p-p 値が大きくなる特性（Unbounded な特性）をもっています。一方、DJ は様々なシステマティックな要因により発生し、その p-p 値はある一定の値になる特性（Bounded な特性）をもっています。Unbounded、Bounded な特性から TJ は算出されるため、ある特定の BER で TJ の値を定義しています。図 5 に TJ の考え方を示します 2）。図 4. ジッタの構成要素ジッタには様々な構成要素があり、データとは無依存に発生する RJ、データに依存して発生する DJ に大きく分類されます。DJ はさらに BUJ、PJ、DDJ に分けられ、PJ は SRJ、UPJ、DDJ は ISI、 DCD に分けられます。図 5. TJ の考え方 RJ は理論的には時間と共に増加する値のため、特定の BER で定義する必要があります（様々な規格において BER = 10-12 が採用されています）。低い BER まで実測するには時間がかかるため、多くの測定器では RJ の rms 値を測定し、その値に BER に依存した係数を掛け算して RJ の p-p 値を求めています。 05 | Keysight | 高速シリアル通信におけるジッタの基礎と測定手法の概要ジッタの発生原因前述したように、ジッタには様々な構成要素があり、それらの発生原因も様々です（図 6）。デューティ・サイクル・ディストーション（DCD: Duty Cycle Distortion）はロジック０とロジック 1 のパルス幅の差で定義され、主に 2 つの発生原因があります。１つめはドライバ回路のしきい値にオフセットがある場合、2 つめは立ち上がり、立ち下がり時間が非対称の場合です。インタ・シンボル・インタフェレンス（ISI: Inter Symbol Interference）は立ち上がり、立ち下り時間のばらつきで定義され、主に 2 つの発生原因があります。１つめは伝送路の帯域不足によって立ち上がり、立ち下り時間がばらつく場合、 2 つめはインピーダンスの不連続によって発生する反射によって立ち上がり、立ち下り時間がばらつく場合です。DCD、 ISI はデータ・パターンに依存して発生するため、データ・ディペンデント・ジッタ（DDJ: Data Dependent Jitter）という分類に区分されます。サブ・レート・ジッタ（SRJ: SubRate Jitter）はデータ・レートと関連した周期を持ったジッタ成分と定義されています。主な発生原因としては、分周や逓倍された基準クロックがデータ・レーンに干渉する場合や MUX (Multiplexer)デバイスのパラレル・レーンに揺らぎがある場合です。例えば、1:8 の MUX デバイスでパラレル・レーンの特定のレーンだけに揺らぎがある場合、シリアル側では 8 ビット毎にジッタが発生することになります。アンコリレート・ピリオディック・ジッタ（UPJ: Uncorrelated Periodic Jitter）はデータ・レートとは無関係な周期を持ったジッタ成分と定義されています。主な発生原因としては、電源のスイッチング周波数がデータ・レーンに干渉する場合です。バウンデット・アンコリレート・ジッタ(BUJ: Bounded Uncorrelated Jitter)は RJ のようにランダム性を持つが、有限な p-p 値を持つ成分と定義されています。主な発生要因としては、パラレル伝送路にクロストークがある場合です。図 6. ジッタの発生要因ジッタは様々な要因で発生します。例えば、Ref Clock の位相雑音は RJ、channel(伝送路)の帯域が足りない、反射が多ければ ISI、しきい値レベルにオフセットが生じていれば DCD、周期性を持った信号が伝送レーンにカップリングすれば PJ、パラレル伝送路で信号間がカップリングすれば BUJ が発生します。 06 | Keysight | 高速シリアル通信におけるジッタの基礎と測定手法の概要アイ・ダイアグラムによるジッタの評価アイ・ダイアグラムで各ジッタの比較を行うと特徴がよく分かります。図 7 にジッタのアイ・ダイアグラム表示を示し、図 8 にアイ・ダイアグラムと TIE の関連を PJ が支配的な信号を例に示します。 a）アイ・ダイアグラムでのヒストグラム表示ここで図 2 を思い出してください。各アイ・ダイアグラムのジッタはどのような成分で構成されていたのでしょうか？各アイ・ダイアグラムのジッタ測定値を図 9 に示します。TJ の値を見るとクリーンなアイ・ダイアグラムの方が悪い値を示していることが分かります。これは RJrms の値が 11.06 ps と下側のアイ・ダイアグラムの 2 ps と比べて大きいためです。前述したとおり、RJrms の値に 14.1 の係数を掛け算することにより BER=10-12 での RJ を算出できるため、RJrms の値が 1ps 異なると BER = 10-12 での RJ の値は 14.1 ps 異なることになります。この例では約 9 ps 程度 RJrms 値に差があるので、10-12 で RJ を観測すると約 127ps の差が生じることになります。DJ の差は約 90 ps なので、下側のアイ・ダイアグラムの DJ 値より上側のアイ・ダイアグラムの RJ 値が大きいため、結果的にクリーンに見える上側のアイ・ダイアグラムの方がジッタが悪い（エラーが起こりやすい）という結論になります。 b) TIE のデータ、ヒストグラム、TIE の周波数解析図 8. アイ・ダイアグラムと TIE の関係（PJ が支配的な波形の例）アイ・ダイアグラムでのヒストグラムを見ると、周期的に変動しているジッタ成分が存在していることは分かりますが、この情報からはどんな周波数で変動しているのか分からないため、より詳細な解析を行うことは出来ません。TIE の時間変動を解析すれば、どのような周波数のジッタが存在しているのか分かる上、他の信号との時間相関を取りながら解析することが可能になるため、トラブルシュートに有効なツールになります。図 7 ジッタのアイ・ダイアグラム表示（しきい値 50%でのヒストグラム表示） DCD のヒストグラムは、クロスポイントの変動によって生じた２つのピークを示します。ISI のヒストグラムは、立ち上がり・立ち下り時間のばらつきによって生じた複数のピークを示します。RJ のヒストグラムは、ガウシアン分布を示します。PJ のヒストグラムは、周期的に変動する成分を示します。実際の信号は、特定のジッタのみが存在するわけではなく、DCD+ISI+RJ+PJ が混在したヒストグラムを示します。図 9. 図 2 のジッタ成分 TJ の値を見ると、一見クリーンに見えるアイ・ダイアグラム（上図）の方が悪い値を示していることが分かります。各成分を見ていくと、上図のアイ・ダイアグラムは RJrms = 11.06 ps、DJ = 3 ps、下図のアイ・ダイアグラムは RJrms = 2 ps、DJ = 92.9 ps となっています。RJrms の値が 1 ps 異なると BER = 10-12 での RJ の値は 14.1 ps 異なることになります。この例では約 9 ps 程度 RJrms 値に差がありますので、10-12 で RJ を観測すると約 127 ps の差が生じることになります。DJ の差は約 90 ps なので、汚く見える下図のアイ・ダイアグラムの DJ 値より、クリーンに見える上図のアイ・ダイアグラムの RJ 値が大きいため、結果的にクリーンに見えるアイ・ダイアグラムの方が、ジッタが悪い（エラーが起こりやすい）という結論になります。 07 | Keysight | 高速シリアル通信におけるジッタの基礎と測定手法の概要各種のジッタ測定法ジッタ測定は、ジッタ・ジェネレーション（発生）、ジッタ・トランスファ（伝達）、ジッタ・トレランス（耐力）の 3 種類に分類され、各々測定法が規格 3）、4）で決められています（図 10）。ジッタ・ジェネレーションの測定アイ・ダイアグラムによる評価オシロスコープを用いてアイ・ダイアグラムを観測する方法で、アイ・ダイアグラムのクロスポイントでヒストグラム解析する手法や規定のマスクに波形が抵触するか確認するマスク試験があります（図 11）。最も直感的でジッタ特性の全体像を把握するのに適していますが、DJ/RJ 等のジッタ成分を詳しく解析することはできません。RJ の値は時間と共に増加する成分になりますので、測定時間によって値が変わってしまうという問題点があります。また、アイ・ダイアグラムを測定するためには、データ信号とは別にクロック信号が必要となり、このクロック信号は、直接入力するか、データ信号からクロック再生する必要があります。図 10. ジッタ測定の種類ジッタの測定は大きく 3 つに分類することが可能です。ジッタ・ジェネレーション（発生）は、デバイスからどのようなジッタが出力されているのか。ジッタ・トランスファ（伝達）は、入出力を持つデバイスのジッタ伝達関数。そして、ジッタ・トレランス（耐力）は、レシーバがどのようなジッタに耐えられるかを評価する測定です。ヒストグラム評価マスク評価図 11. ジッタ測定の種類アイ・ダイアグラムによる評価は直感的で、波形品質の特徴を定性的に把握することは可能ですが、ジッタの分離解析や不具合解析には向いていません。再生クロックの場合、クロックリカバリ回路（CRU: Clock Recovery Unit）のループ帯域幅が観測波形（ジッタ）に影響するため注意が必要です（図 12）。データコムの規格(Fibre Channel、イーサネット等のデータ通信の規格)では birate/1667、テレコムの規格 (SONET/SDH、主に音声通信の規格)では bitrate/2500 という値が一般的に使われています。 CRU のループ帯域幅 6 MHz RJ をガウシアン分布と仮定してヒストグラムに外挿をすることにより、DJ/RJ 分離を行う手法もありますが、ヒストグラムの形状、外挿の手法によっては DJ/RJ の分離を誤る可能性があるので注意が必要です。 CRU のループ帯域幅 50 kHz 図 12. CRU のループ帯域幅による観測波形の差 CRU で再生したクロックを使う場合、ループ帯域幅により観測される波形が変わるので注意が必要です。デバイスの出力している波形を評価する場合はできるだけ狭帯域に設定し、規格適合試験あるいは擬似受信器として使用する場合は規格で規定されている帯域、もしくはレシーバの仕様に合わせる必要があります。 08 | Keysight | 高速シリアル通信におけるジッタの基礎と測定手法の概要バスタブ・カーブ（Bathtub Curve）バスタブ・カーブとは 0、1 の判定しきい値によるエラー発生確率（累積確率分布）を示したもので、Bit Error Ratio Tester （BERT）による直接測定法と、オシロスコープ等を用いた間接測定法（確率密度から累積分布に）があります。この手法も RJ をガウシアン分布と仮定してバスタブ・カーブにフィッティングをすることにより、DJ/RJ 分離が行えます（図 13）。 BERT を用いて長時間の BER 測定を行うことにより、例えば、10-12 までの BER 測定を行いバスタブ・カーブの測定をすれば、外挿ではない“真の TJ”を求めることができます。しかし、低い BER まで実際に測定を行うことは時間がかかるため、短時間でのバスタブ・カーブから外挿により TJ を求めることがよく行われています。外挿ではない“真の TJ 測定”は外挿を用いる各種測定法の信頼性を評価するためによく使用されます。アイ・ダイアグラムの評価と同様に、測定に再生クロックを用いる場合は CRU のループ帯域が観測されるジッタに影響を与えるので注意が必要です。時間領域測定測定パラメータとしては、Cycle-to-Cycle、 N-Cycle ジッタ、Time Interval Error（TIE）等があり（図 14）、オシロスコープ、Time Interval Analyzer（TIA）等で測定を行います。Cycle-to-Cycle ジッタはクロックの隣り合う周期の差で定義され、N-Cycle ジッタはクロックの N-Cycle を１つのグループとし、隣り合うグループの周期差で定義されています。TIE は理想的なエッジからのずれでジッタが定義されており、多くの時間領域での測定器は TIE の結果をもとに独自の解析アルゴリズムを適用させ DJ/RJ 分離、TJ 推測を行っています。また、一部の測定器では縦軸ノイズの解析を振幅方向の TIE から解析できるものもあります。TIE の評価では理想的なクロックの定義が他測定法と同様に観測されるジッタに大きな影響を与えるので注意が必要です。オシロスコープや TIA で BER 解析ができると宣伝されている測定器メーカもありますが、あくまでもジッタやノイズの値から推測しているだけに過ぎず、決して BERT の代用になるものではありませんのでご注意下さい。BER の値を信頼性高く評価するためにはやはり BERT が必要になります。サンプリング・ポイントを挿引し BER 測定サンプリング・ポイント図 13. バスタブ・カーブによる DJ/RJ 分離、TJ 測定バスタブ・カーブは縦軸が BER、横軸がサンプリング・ポイントを表しており、各サンプリング・ポイントでのエラーの発生確率を示しています。バスタブ・カーブの裾野は RJ が支配的な領域であるため、ガウシアン・カーブをフィッティングし DJ/RJ を分離しています。バスタブ・カーブの測定結果がバスタブ形状をしているため、この名がついています。図 14. 各種時間領域での測定 Cycle-to-Cycle ジッタは隣り合う周期の差で定義され、N-Cycle ジッタは N 周期をグループとし、隣り合うグループの時間差で定義されています。TIE (Clock/Data)は、基準となる信号のエッジと実測された信号のエッジの時間差で定義されています。TIE での評価は基準クロックが重要となりますので、目的に応じた基準クロックを設定する必要があります。多くの測定器は TIE のデータを解析し、ジッタ周波数や DJ/RJ の分離を行っています。 09 | Keysight | 高速シリアル通信におけるジッタの基礎と測定手法の概要 – Application Note S3 16 位相雑音測定器によるジッタ解析では、他のジッタ測定法では測定できない超低ジッタ量を測定できるため、水晶発振器のような高安定なデバイス評価に適しています。位相雑音を規定の周波数範囲で積分することにより、位相雑音をジッタ rms 値に変換することが可能となります（図 16）。 86 91 96 時間 81 76 71 56 S2 66 61 51 46 31 36 41 26 21 6 1 S4 11 ジッタは理想的な信号からの位相のゆらぎとして考えることが可能です。現実世界では位相のゆらぎは、さまざまな周波数（揺らぎの速さ）成分で構成されているため、スペクトラム・アナライザや位相雑音測定器を用いてジッタの周波数分布を評価すれば、ジッタの原因解析やトラブルシュートに利用することができます（図 15）。時間（位相）揺らぎの大きさ周波数領域測定 S1 揺らぎの速さ図 15. ジッタ（位相揺らぎの大きさ）の周波数成分（揺らぎの速さ）現実世界でジッタは、さまざまな周波数成分を持っています。この周波数成分を解析することにより RJ の周波数分布（帯域）や特定の周波数にピークがあるかどうか観測できるため、トラブルシュートに有効な解析手段です。最近では、サンプリング・オシロスコープや TIA で位相雑音を測定できるシステムもありますが、位相雑音測定器と比べるとダイナミック・レンジが低いため、位相雑音が比較的大きいデジタル・コンシューマ用途のデバイスが評価対象となります。図 16. 位相雑音とジッタジッタは、位相の揺らぎと定義されているので、位相雑音の一種です。位相雑音を周波数で積分することにより、ジッタ rms を算出が可能です。積分する周波数の範囲は、何を目的にするかで変わってきます。オシロスコープとの相関を考えるのであれば、オシロスコープが観測可能な周波数範囲（最大記録時間と分解能から計算）に合わせる必要があり、システムの能力を観測するのであれば、ジッタの伝送帯域（主に PLL のループ帯域に依存）に合わせる必要があります。 10 | Keysight | 高速シリアル通信におけるジッタの基礎と測定手法の概要ジッタ・トランスファジッタ・トレランスジッタの伝達関数 (JTF: Jitter Transfer Function)で主に PLL（CRU）の特性評価に用いられ、入出力でのジッタ振幅とジッタ周波数の関係を示しています（図 17）。特定のジッタ周波数だけが強調されていないか、設計した通りのカットオフ周波数（ループ帯域）になっているのか等を確認する試験です。特に、 SONET/SDH のような同期系アプリケーションにおいては重要な測定項目のひとつです。最近のデジタル・アプリケーションでは JTF に加え、受信器でどのようなジッタが観測されるかを表す評価方法も検討されています(OJTF: Observed Jitter Transfer Function)。 OJTF はデータと CRU で再生されたクロック間のジッタの追従性を示しており、どれだけのジッタに耐えられるかを測定する耐力試験で、ジッタ振幅・周波数、各種ジッタ成分を変化させ、エラーが発生するか確認する試験です（図 18）。主に受信器側の試験項目で、PLL（CRU）がどこまでジッタに追従できるのかを確認する手法で、PLL（CRU）のループ帯域形状が測定結果に大きく影響を与えます。 OJTF = 1 – JTF で表現されます。デバイスへ入力したジッタを Jin(f)、デバイスから出力されたジッタを Jout(f)とすると、以前は SONET/SDH が主な測定対象でしたが、最近では高速デジタル・アプリケーションでも必須の測定項目となっています。測定系としては任意のジッタが出力可能な BERT が必要になります。 JTF = Jout(f) / Jin(f) で表現されます。測定系としては任意のジッタが出力可能なパルス・パターン発生器（PPG）とジッタ値を解析するスペクトラム・アナライザやオシロスコープで構成されます。 JTF OJTF 図 17. ジッタ・トランスファジッタ・トランスファはジッタの伝達関数でジッタの周波数を横軸、伝達関数を縦軸にプロットしたグラフになります。このグラフより、ジッタが増幅されないか等々(ピーキングや帯域特性…)を評価します。各種規格において伝達関数のテンプレート（形状）が規格化されています。図 18. ジッタ・トレランスジッタ・トレランスはジッタの耐力試験で横軸はジッタ周波数、縦軸がジッタ振幅になっており、設定したジッタ周波数・振幅で決められた BER（通常は 1 x 10-12）の値を満たせば pass、満たさなければ fail という試験になります。各種規格において伝達関数のテンプレート（形状）や印加するジッタの種類、値が規格化されています。伝送路の特性評価伝送路の反射や帯域不足は、ジッタを発生させます。伝送路の帯域不足は信号の立ち上がり、立ち下がり時間をパターンに依存して変化させるためジッタが発生します（先行するビットの状態によって立ち上がり、立ち下がり時間が変動します、例えば、00001111 というパターンと 01010101 というパターンでは立ち上がり、立ち下がり時間が異なります）。さらに、不適切なインピーダンスでの終端やインピーダンスの不連続部分により発生する反射もジッタとして現れます。主に伝送路での反射や帯域不足は ISI 成分になります。図 19 に、伝送路に反射や帯域制限がある場合の波形と伝送信号の周波数特性を示します。伝送路の特性評価は、時間領域で測定を行う Time Domain Reflectometry （TDR）や周波数領域で測定を行う Vector Network Analyzer （VNA）で行います。どちらの測定器も FFT 等の処理により時間領域、周波数領域での反射・伝達特性の評価が可能です。図 19 伝送路の反射と帯域制限による波形反射、帯域制限のある伝送路の伝送前後の波形を比較すると、立ち上がり、立ち下がり時間のバラツキや波形のひずみが観測されており、周波数分布も高周波の減衰や、周波数ひずみが観測されていることが分かります。伝送路の反射や帯域制限は波形ひずみ（ジッタ）を発生させるので、伝送したい信号に合わせて伝送路を選択する必要があります。時間領域での評価は、反射や損失の大きさを時間、場所に対して表示します。また、周波数領域での評価は、反射、損失の大きさを周波数に対して表示します。解析対象にもよりますが、分解能やダイナミック・レンジが必要な場合は VNA となり、簡易に計測したい、あるいは信号源と組み合わせて波形の評価がしたい場合は TDR という選択になります。図 20 に時間領域、周波数領域での測定を示します。図 20. 伝送路の特性評価伝送路の反射、帯域制限を評価する場合は時間領域、周波数領域の両方で行うのが望ましく、時間領域では反射の場所や波形ひずみ、伝搬遅延といった問題を、そして周波数領域では、物理量に関連する伝送路の問題を考察することが可能です。周波数領域での評価では、振幅に関する評価以外に位相特性の評価も重要になります。特定の周波数だけ位相が遅れると、波形ひずみを発生させます。測定系の影響オシロスコープを使用してジッタ解析する場合は、ハードウェアの性能を充分に見極めた上で使用する必要があります。例えば、振幅・位相の周波数特性、ノイズ特性、サンプリング誤差、さらにプローブを使う場合はプローブも含めた特性等です。ハードウェアの性能は観測波形に大きな影響を与えるため、ジッタ測定にも大きな誤差を与えることになります。例として、ノイズ特性の差によるジッタ測定への影響を示します（図 21）。縦軸ノイズは信号のスルーレート[V/s]と関連してジッタに変換されます。ノイズがゼロの測定器は世の中にありませんので、低ノイズの測定器を選択する必要があります。前項でも述べていますが、CRU を使う場合はループ帯域が観測波形に影響を与えますので、目的に合致したループ帯域・形状に設定する必要があります（図 12）。 DJ/RJ 分離、TJ 推測が可能な測定器はハードウェアの性能に加えて、ソフトウェア処理により信頼性はいちじるしく低下する場合があります 5）。ジッタの完全なる標準器は世の中に存在しませんので誤差の議論は難しくなりますが、BERT の TJ 実測値と各測定器の TJ 推測値を比較すれば、その測定器が正しく分離・解析が行えているか判断することは可能になります。まとめジッタには大きく分けて 3 つの測定項目があります。ジッタ・ジェネレーションはデバイスから出力されているジッタの値を観測する評価項目で、ヒストグラム解析、バスタブ・カーブ、TIE、DJ/RJ 分離・TJ 推測等の手法があります。ジッタ・トランスファはジッタの伝達関数を観測する評価項目で、デバイスに入力したジッタと出力されたジッタを比較して伝達関数を求める試験で主に CRU の性能を検証する試験です。ジッタ・トレランスはデバイス（レシーバ）の耐力を観測する評価項目で、各種ジッタ成分やノイズを印加した状態で規定の BER を満たすか確認する試験です。３つの項目全てに言えることですが、規格試験であれば規格書に沿った内容で評価する必要がありますし、規格試験で (a)縦軸ノイズ、Vrms ≒ 1mV の測定器で RJ/DJ 分離した例 (b)縦軸ノイズ、Vrms ≒ 6mV の測定器で RJ/DJ 分離した例図 21. ノイズフロアの差によるジッタ測定への影響 PPG から SATA 相当の信号を出力させ、ノイズフロアの異なるオシロスコープで評価した結果、 RJ 値に差が出ていることがわかります。RJ はその値を約 14 倍した値が RJ(@1 x 10-12)になるため、1 ps の差でも TJ（@1 x 10-12）は 14 ps の差となるため注意が必要です。ないのであればデバイスがどのような物なのか考慮したうえで評価手法・測定器を検討する必要があります。また、デバック目的であれば複数の評価手法・測定器を組み合わせたソリューションが必要になります。本稿では具体的なご紹介はしていませんが、GHz クラスの信号を取り扱う上では、高周波計測の know-how が必要になるうえ、流行のアプリケーションでは最新の技術・評価動向を正しく把握しておく必要があります。キーサイト・テクノロジーではシミュレータから各種測定器まで幅広くジッタ、シグナル・インテグリティに対するソリューション取り揃えております。参考文献 1)NIST Technicalnote 337 “Characterization of Clock and Oscillators”, edited by D.B.Sullivan, D.W.Allan, D.A.Howe, F.L. walls,1990. 2)Ransom Stephens, “Jitter analysis: The dualDirac model, RJ/DJ, and Q-scale,” Keysight Technologies Whitepaper, 2004. 3)Keysight Tutorial, “Understanding Jitter and Wander Measurements and Standards, Second Edition,” KeysightLiterature number 5988-6254EN, 2003. 4)Keysight application note 1432 “Jitter Analysis Techniques for High Data Tates”, Keysight Literature number 5988-8425EN, 2003. 5)Ransom Stephens, Brian Fetz, Steve Draving, Joe Evangelista, Michael FleischerReumann, Greg LeCheminant, Jim Stimple ”Comparison of Different Jitter Analysis Techniques With a Precision Jitter Transmitter” DesignCon 2005. w （出典：CQ 出版社 Design Wave Magazine, 2007 年 6 月号）キーサイト・テクノロジー合同会社本社〒192-8550 東京都八王子市高倉町 9-1 計測お客様窓口受付時間 9:00-18:00（土・日・祭日を除く） TEL 0120-421-345 (042-656-7832) FAX 0120-421-678 (042-656-7840) Email [email protected] ホームページ www.keysight.co.jp 記載事項は変更になる場合があります。ご発注の際はご確認ください。 ©Keysight Technologies. 2014 Published in Japan, December 08,2014 5989-8674JAJP 0000-08A